CN106364096A - 一种蓝色聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚酯薄膜及其制备方法，公开了一种蓝色聚酯薄膜及其制备方法。蓝色聚酯薄膜包括ABC三层结构，B层为中间芯层，材料为超有光聚酯切片；A层为上表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片，C层为下表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片。制备工艺包括制备相应的耐高温蓝色母粒，然后通过挤出机挤出拉伸，以及冷却定型、牵引除去废边、电晕处理、检测厚度等步骤完成。本发明通过耐高温蓝色染料与BOPET树脂基体共混，直接将有机染料添加到树脂中可防止染料的渗出，提高薄膜的均匀度，具有生产成本低、150℃高温下颜色不迁移及抗划伤的特点。

Description

一种蓝色聚酯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酯薄膜及其制备方法，尤其涉及了一种蓝色聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术
蓝色聚酯薄膜作为一种全新的功能性聚酯薄膜，蓝色聚酯薄膜的应用非常广泛，主要用于离型膜、保护膜、胶带膜、标签膜等领域，也用作手机、IPAD等高端电子产品的屏幕保护膜的生产过程保护，部分直接作为高端电子产品的屏幕保护膜。
通常PET蓝色聚酯薄膜多在透明聚酯薄膜上进行涂布而成，主要工艺为将蓝色染料添加入有机聚合物涂布溶液中，通过辊涂或提拉工艺在聚酯薄膜上下面制备出蓝色涂层，这种方法存在加工成本高、容易造成有色层脱落以及染料的渗出，且涂布液含有卤素造成环境污染的问题。另一种工艺是将有机蓝色染料直接加入双向拉伸聚酯母料(BOPET母料)中混合后挤出成单层膜，该工艺由于母料中添加的染料颗粒对光折射，易导致薄膜的透明度下降，影响薄膜的质量；同时该蓝色PET聚酯薄膜在150℃高温使用时，有颜色析出，污染了产品的洁净度。
发明内容
本发明针对现有技术中加工成本高、有色层脱落、染料的渗出及高温下颜色易析出的缺点，提供了一种生产成本低、150℃高温下颜色不迁移及抗划伤的蓝色聚酯薄膜，避免了离线涂布的后序工艺以及二次加工的污染，减少了资源浪费。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种蓝色聚酯薄膜，包括ABC三层结构，B层为中间芯层，材料为超有光聚酯切片；A层为上表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片，C层为下表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片；A层与C层为上、下表层染色层，材料具有如下质量百分比的组分：10％～20％的蓝色母粒、20％～30％的爽滑母粒及50％～70％的聚酯切片，爽滑母粒为中国石化仪征化纤有限公司生产的FG611爽滑母粒。
作为优选，A层厚度占10％～20％，B层厚度占60％～80％，C层厚度占10％～20％。
作为优选，蓝色母粒是由聚酯切片、蓝色色粉、纳米二氧化硅及硅烷偶联剂采用熔融共混方法制备所得。
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，之后将质量百分比为82％～88％的聚酯粉末、质量百分比为10％～15％的蓝色色粉、质量百分比为1％～3％的纳米二氧化硅及质量百分比为0.5％～1％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2500～2700r/min的转速混料10～15min，然后将转速调至20～25r/min，混料1～2min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：将上、下表层染色层的蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片混合后与中间芯层的超有光聚酯切片分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中B层中间芯层，由主挤出机—单螺杆挤出机挤出；A层与C层即上、下表层染色层由辅助挤出机—双螺杆挤出机挤出；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的在260～280℃挤出熔融，熔体经精度为5um～25um的过滤器过滤，后再经过25℃～35℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材经过70℃～80℃预热，80℃～90℃纵向拉伸和25～30℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再通过110～115℃预热横向拉伸和235℃～245℃定型处理；
步骤六：最后经过牵引除去废边、电晕处理再进行收卷卷取制得厚度50um～100um的蓝色聚酯薄膜。
作为优选，纳米二氧化硅的粒径小于100nm。
作为优选，磨粉机的中心转速为2000～2970r/min，电机功率为75～80KW。
作为优选，主挤出机及两台辅助挤出机挤出的材料质量比为60～80：10～20：10～20。
在聚酯切片的市场中，“大有光”、“半消光”和“有光”等字样都是针对聚酯切片中的TiO2含量而言的。“大有光”(或称为“超有光”)聚酯切片中的TiO2含量为零；“有光”聚酯切片中的TiO2含量为0.10％；“半消光”聚酯切片中的TiO2含量为0.29～0.35％；“全消光”聚酯切片中的TiO2含量为2.4％～2.5％。PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过耐高温蓝色染料与BOPET树脂基体共混，直接将有机染料添加到树脂中可防止染料的渗出，提高薄膜的均匀度；通过有机改性纳米二氧化硅在染色层的添加提高涂层的耐温性能、耐划伤性能，同时又最大限度减少了薄膜透明度的降低。本发明设计上表层染色层、中间芯层、下表层染色层三层结构，将透明度高的纯BOPET聚酯作为中间层在保证染色均匀的前提下提高了薄膜的透明度。本发明在150℃，30min条件下测试，没有颜色迁移，而且生产过程中耐划伤效果好。在用本发明的蓝色聚酯薄膜涂胶或涂离型时，涂布液不会因为蓝色薄膜而变蓝色，由于本发明的蓝色聚酯薄膜耐温效果好，涂布薄膜的速度可以开到更快；与线下涂布的薄膜相比，本发明的蓝色聚酯薄膜不会因为受到刮擦后露出透明色，也不会时常有针孔出现，也不会因为二次加工造成环境污染；与普通的内添加型蓝色聚酯薄膜相比，在涂胶或涂离型时，薄膜不会污染涂布液，经过烘箱时不会将烘箱染成蓝色。
具体实施方式
下面实施例是对本发明进一步详细描述，但不是限制本发明的范围。
本发明各实施例中，所得的蓝色聚酯薄膜的厚度按照GB6672-2001标准，采用MahrGmbH公司生产的电子台式测厚仪进行测量；拉伸强度、断裂伸长率均按照GB/T1040.3-2006标准，采用LRX型的拉伸测试仪进行测量；热收缩率按照GB/T16958-2008标准，采用国产盐城化纤机械厂生产的PX(J)-1型烘箱进行测量；摩擦系数按照GB/T10006-1988标准，采用FP-2250型的摩擦系数测试仪进行测量；雾度、透光率按照GB/T2410-2008标准；采用德国BYY-Gardner GmbH公司生产的雾度计、光泽度计进行雾度及透光率的测量；润湿张力按照GB/T14216-2008标准，采用达因笔进行测量。
实施例1
一种蓝色聚酯薄膜，包括ABC三层结构，B层为中间芯层，材料为超有光聚酯切片；A层为上表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片，C层为下表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒、聚酯切片；A层与C层为上、下表层染色层，材料具有如下质量百分比的组分：10％～20％的蓝色母粒、20％～30％的爽滑母粒及50％～70％的聚酯切片。
B层厚度占60％～80％，A层厚度占10％～20％，C层厚度占10％～20％。
蓝色母粒是由聚酯切片、蓝色色粉、纳米二氧化硅及硅烷偶联剂采用熔融共混方法制备所得。
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，其次将质量百分比为82％～88％的聚酯粉末、质量百分比为10％～15％的蓝色色粉、质量百分比为1％～3％的纳米二氧化硅及质量百分比为0.5％～1％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2500～2700r/min的转速混料10～15min，然后将转速调至20～25r/min，混料1～2min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：将上、下表层染色层的蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片混合后与中间芯层的超有光聚酯切片分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中B层中间芯层，由主挤出机—单螺杆挤出机挤出；A层与C层即上、下表层染色层由辅助挤出机—双螺杆挤出机挤出；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的超有光聚酯切片在260℃～280℃挤出熔融，熔体经精度为5um～25um的过滤器过滤，后再经过25℃～35℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材经过70℃～80℃预热，80℃～90℃纵向拉伸和25℃～30℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再通过110℃～115℃预热横向拉伸和235℃～245℃定型处理；
步骤六：最后经过牵引除去废边、电晕处理再进行收卷卷取制得厚度为50um～100um的蓝色聚酯薄膜。
纳米二氧化硅的粒径小于100nm；
磨粉机的中心转速为2000～2970r/min，电机功率为75～80KW。
主挤出机及两台辅助挤出机挤出的材料质量比为60～80：10～20：10～20。
实施例2
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，磨粉机的中心转速为2200r/min，电机功率为78KW。按质量百分比，之后将82％的聚酯粉末、15％的蓝色色粉、2.5％的纳米二氧化硅及0.5％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2500r/min的转速混料15min，然后将转速调至20r/min，混料2min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：按质量百分比，将30％的爽滑母粒、50％的聚酯切片及步骤一制备的20％的蓝色母粒通过精确称量设备进行计量后加入到辅助双螺杆挤出机进行挤出(A层)；主挤出机(B层)的原料配比按质量百分比为100％的超有光聚酯切片，原料通过精确计量后送入主挤出机；辅助双螺杆挤出机(C层)的原料配比按质量百分比为30％的爽滑母粒、50％的聚酯切片及步骤一制备的20％的蓝色母粒，原料通过精确称量后送入挤出机挤出。主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的质量比为10：80：10，60um薄膜A层染色层厚度为6.0um，C层染色层厚度为6.0um；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的超有光聚酯切片在260℃～280℃挤出熔融，熔体经精度为10um的过滤器过滤，后再经过25℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材进行预热、纵向拉伸，纵向拉伸预热温度为70℃，拉伸温度为85℃，拉伸倍率为3.2倍，纵向拉伸后在25℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再进行横向拉伸，预热、横向拉伸温度为112℃，拉伸倍率为3.6倍，拉伸后在235℃温度下进行薄膜定型处理；
步骤六：最后通过牵引站除去废边、电晕、检测厚度等，再进行收卷制得总厚度为60um的蓝色聚酯薄膜。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机挤出材料的质量比为10:75:15，60um的薄膜A层染色层厚度为6.0um，C层染色层厚度为9.0um。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机挤出材料的质量比为15:70:15，60um的薄膜A层染色层厚度为9.0um，C层染色层厚度为9.0um。
如表1:采用性价比较好的合成蓝色母粒生产同一薄膜厚度和生产工艺，不同染色层厚度结构分布生产蓝色聚酯薄膜实施例比较表：
表1不同染色层厚度结构分布生产蓝色聚酯薄膜实施例比较表
实施例5
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，磨粉机的中心转速为2000r/min，电机功率为80KW。按质量百分比，之后将88％的聚酯粉末、9％的蓝色色粉、2％的纳米二氧化硅及1％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2700r/min的转速混料10min，然后将转速调25r/min，混料1min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：按质量百分比，将30％的爽滑母粒、60％的聚酯切片及步骤一制备的10％的蓝色母粒通过精确称量设备进行计量后加入到辅助双螺杆挤出机进行挤出(A层)；主挤出机(B层)的原料配比按质量百分比为100％的超有光聚酯切片，原料通过精确计量后送入主挤出机；辅助双螺杆挤出机(C层)的原料配比按质量百分比为30％的爽滑母粒、60％的聚酯切片及步骤一制备的10％的蓝色母粒，原料通过精确称量后送入挤出机挤出。主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的质量比为18：64：18，50um薄膜A层染色层厚度为9.0um，C层染色层厚度为9.0um；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的超有光聚酯切片在260℃～280℃挤出熔融，熔体经精度为25um的过滤器过滤，后再经过35℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材进行预热、纵向拉伸，纵向拉伸预热温度为80℃，拉伸温度为90℃，拉伸倍率为3.4倍，纵向拉伸后在30℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再进行横向拉伸，预热、横向拉伸温度为110℃，拉伸倍率为3.5倍，拉伸后在245℃温度下进行薄膜定型处理；
步骤六：最后通过牵引站除去废边、电晕、检测厚度等，再进行收卷制得总厚度为50um的蓝色聚酯薄膜。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于制备总厚度为60um的蓝色聚酯薄膜，主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的材料挤出质量比为18：64：18，60um薄膜A层染色层厚度为10.8um，C层染色层厚度为10.8um。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于制备总厚度为80um的蓝色聚酯薄膜，主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的材料挤出质量比为18：64：18，80um薄膜A层染色层厚度为14.4um，C层染色层厚度为14.4um。
实施例8
本实施例与实施例5的区别在于制备总厚度为100um的蓝色聚酯薄膜，主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的材料挤出质量比为18：64：18，100um薄膜A层染色层厚度为18um，C层染色层厚度为18um。
表2:采用性价比较好的合成染色层的母粒生产同一结构质量比例分层和同一生产工艺，不同薄膜厚度生产出蓝色聚酯薄膜实施例比较表。
表2不同薄膜厚度生产出蓝色聚酯薄膜实施例比较表
实施例9
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，磨粉机的中心转速为2970r/min，电机功率为75KW。按质量百分比，之后将86.2％的聚酯粉末、10％的蓝色色粉、3％的纳米二氧化硅及0.8％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2550r/min的转速混料12min，然后将转速调23r/min，混料2min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：按质量百分比，将25％的爽滑母粒、55％的聚酯切片及步骤一制备的20％的蓝色母粒通过精确称量设备进行计量后加入到辅助双螺杆挤出机进行挤出(A层)；主挤出机(B层)的原料配比按质量百分比为100％的超有光聚酯切片，原料通过精确计量后送入主挤出机；辅助双螺杆挤出机(C层)的原料配比按质量百分比为25％的爽滑母粒、55％的聚酯切片及步骤一制备的20％的蓝色母粒，原料通过精确称量后送入挤出机挤出。主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的质量比为20：60：20，65um薄膜A层染色层厚度为13um，C层染色层厚度为13um；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的超有光聚酯切片在260～280℃挤出熔融，熔体经精度为20um的过滤器过滤，后再经过30℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材进行预热、纵向拉伸，纵向拉伸预热温度为75℃，拉伸温度为80℃，拉伸倍率为3.3倍，纵向拉伸后在28℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再进行横向拉伸，预热、横向拉伸温度为115℃，拉伸倍率为3.7倍，拉伸后在240℃温度下进行薄膜定型处理；
步骤六：最后通过牵引站除去废边、电晕、检测厚度等，再进行收卷制得总厚度为65um的蓝色聚酯薄膜。
实施例10
一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，磨粉机的中心转速为2500r/min，电机功率为72KW。按质量百分比，之后将85％的聚酯粉末、13％的蓝色色粉、1.4％的纳米二氧化硅及0.6％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2600r/min的转速混料13min，然后将转速调至22r/min，混料1min，最后将混好的原料加入到挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：按质量百分比，将20％的爽滑母粒、70％的聚酯切片及步骤一制备的10％的蓝色母粒通过精确称量设备进行计量后加入到辅助双螺杆挤出机进行挤出(A层)；主挤出机(B层)的原料配比按质量百分比为100％的超有光聚酯切片，原料通过精确计量后送入主挤出机；辅助双螺杆挤出机(C层)的原料配比按质量百分比为20％的爽滑母粒、70％的聚酯切片及步骤一制备的10％的蓝色母粒，原料通过精确称量后送入挤出机挤出。主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的质量比为20：60：20，65um薄膜A层染色层厚度为13um，C层染色层厚度为13um；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层的超有光聚酯切片在260℃～280℃挤出熔融，熔体经精度为18um的过滤器过滤，后再经过28℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材进行预热、纵向拉伸，纵向拉伸预热温度为72℃，拉伸温度为85℃，拉伸倍率为3.5倍，纵向拉伸后在26℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再进行横向拉伸，预热、横向拉伸温度为113℃，拉伸倍率为3.5倍，拉伸后在238℃温度下进行薄膜定型处理；
步骤六：最后通过牵引站除去废边、电晕、检测厚度等，再进行收卷制得总厚度为65um的蓝色聚酯薄膜。
实施例11
本实施例与实施例10的区别在于：制备80um薄膜时，主挤出机及两台辅助双螺杆挤出机的材料挤出质量比为10：80：10，80um薄膜A层染色层厚度为8.0um，C层染色层厚度为8.0um。
表3:采用性价比较好的合成染色层的母粒生产同一原料配方和同一薄膜厚度，不同生产工艺生产出蓝色聚酯薄膜实施例比较表。
表3不同生产工艺生产出蓝色聚酯薄膜实施例比较表
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种蓝色聚酯薄膜，包括ABC三层结构，其特征在于：B层为中间芯层，材料为超有光聚酯切片；A层为上表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片，C层为下表层染色层，材料包括蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片；A层与C层为上、下表层染色层，材料具有如下质量百分比的组分：10％～20％的蓝色母粒、20％～30％的爽滑母粒及50％～70％的聚酯切片。
2.根据权利要求1所述的一种蓝色聚酯薄膜，其特征在于：A层厚度占10％～20％，B层厚度占60％～80％，C层厚度占10％～20％。
3.根据权利要求1所述的一种蓝色聚酯薄膜，其特征在于：蓝色母粒是由聚酯切片、蓝色色粉、纳米二氧化硅及硅烷偶联剂采用熔融共混方法制备所得。
4.一种制备权利要求1-2任一项所述的蓝色聚酯薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：首先将聚酯切片加入磨粉机中磨成粒径为200～300nm的聚酯粉末，之后将质量百分比为82％～88％的聚酯粉末、质量百分比为10％～15％的蓝色色粉、质量百分比为1％～3％的纳米二氧化硅及质量百分比为0.5％～1％的硅烷偶联剂均加入混料器中，先以2500～2700r/min的转速混料10～15min，然后将转速调至20～25r/min，混料1～2min，最后将混好的原料加入挤出机中，在270℃～280℃熔融挤出，制备得到蓝色母粒；
步骤二：将上、下表层染色层的蓝色母粒、爽滑母粒及聚酯切片混合后与中间芯层的超有光聚酯切片分别送入三层共挤双向拉伸设备，其中B层由主挤出机—单螺杆挤出机挤出；A层与C层由辅助挤出机—双螺杆挤出机挤出；
步骤三：将上、下表层染色层与中间芯层在260℃～280℃挤出熔融，熔体经精度为5um～25um的过滤器过滤后再经过25℃～35℃冷却铸片生成PET片材；
步骤四：铸成的PET片材经过70℃～80℃预热，80℃～90℃纵向拉伸和25℃～30℃温度冷却定型；
步骤五：定型后的PET片材再通过110℃～115℃预热横向拉伸和235℃～245℃定型处理。
5.根据权利要求4所述的一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：经步骤五定型后，经过牵引除去废边、电晕处理再进行收卷卷取制得厚度50um～100um的蓝色聚酯薄膜。
6.根据权利要求4所述的一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：纳米二氧化硅的粒径小于100nm。
7.根据权利要求4所述的一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：磨粉机的中心转速为2000～2970r/min，电机功率为75～80KW。
8.根据权利要求4所述的一种蓝色聚酯薄膜的制备方法，其特征在于：主挤出机及两台辅助挤出机挤出的材料质量比为60～80：10～20：10～20。
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